Вирусы: вход в клетку и "раздевание" вируса
После адсорбции вируса наступает фаза входа вируса в клетку. Эта фаза состоит из двух сцепленных между собой процессов: преодоление вирусом клеточного барьера плазматической мембраны и удаление защитной оболочки вируса и внутриклеточное высвобождение вирусного генома. Существует два принципиальных пути входа вирусов в клетку:
1) посредством слияния вирусной оболочки и плазматической мембраны клетки на ее поверхности (этот путь присущ ряду оболочечных вирусов);
2) посредством клеточного механизма рецепторного эндоцитоза , когда после адсорбции на клеточных рецепторах вирус инвагинируется участком плазматической мембраны и оказывается внутри эндоцитарной вакуоли , из которой он также выходит через слияние с клеточной мембраной (у оболочечных вирусов) или путем перфорации эндосомной стенки (у безоболочечных вирусов).
Инвагинация вирусов на плазматической мембране может происходить в обогащенных клатрином углублениях (" клатриновых ямках ") или в так называемых плотиках, обогащенных холестеролом и содержащих кавеолин (" кавеолы "). Первый путь внедрения характерен для парамиксовирусов , альфа-герпесвирусов , ретровирусов (включая ВИЧ ), вируса осповакцины и других вирусов, тогда как большинство вирусов, таких как вирусы гриппа , полиовирусы , аденовирусы , рабдовирусы , тогавирусы , используют эндоцитарный путь входа в клетку. Некоторые вирусы, такие как вирус гриппа , вирус полиомы и герпесвирус , могут использовать и третий эндоцитарный путь, несвязанный ни с клатрином, ни с кавеолином, который пока мало изучен.
Следует также отметить, что у большинства вирусов основная популяция частиц внедряется по одному из указанных путей, тогда как минорные фракции вируса могут входить в клетку по другим возможным путям, что, вероятно, обусловлено свойством вирусов связываться с различными типами клеточных рецепторов. Эта особенность вирусов увеличивает их инфекционный потенциал. Указанные пути внедрения имеют свою специфику. Так, слияние на плазматической мембране происходит обычно при нейтральном рН питательной среды в клеточной культуре или физиологической жидкости в организме. При эндоцитозе слияние вирусной и клеточной мембран или перфорация последней происходят в эндосомах , имеющих кислый рН, который поддерживается клеточным АТФ-зависимым протоновым насосом на уровне 6,5- 5,0 в различных зонах цитоплазмы клеток. Такое закисление вызывает активацию вирусных белков, ответственных за выход и "раздевание" вируса и поэтому служит сигналом для начала данного поэтапного процесса. У некоторых вирусов ( филовирусы , коронавирусы ) процесс слияния требует участия протеаз, таких как катепсин L и катепсин В .
Способ вхождения в клетку тесно связан с механизмом "раздевания", или депротеинизации, вируса ( рис. 1.18 ). Этот процесс имеет несколько этапов и контролируется, в основном, вирусными белками слияния. У оболочечных вирусов существует два типа таких белков, различающихся по механизму функционирования их фузионных пептидов. Типичный представитель первого типа - гемагглютинин вируса гриппа A , имеющий терминальный пептид слияния: второго типа - белки слияния флавивирусов и белки слияния альфавирусов , у которых сливающий пептид имеет интрамолекулярную локализацию. В результате слияния вирусной и клеточной мембран происходит раскрытие вириона и его внутренний нуклеокапсид, содержащий геномную нуклеиновую кислоту, оказывается во внутриклеточном пространстве. У безоболочечных вирусов выход нуклеокапсида обеспечивается вирусными белками, которые осуществляют локальный лизис или формируют белковые поры в окружающей клеточной мембране.
"Раздевание" вируса и выход нуклеокапсида - это запрограммированный процесс кооперативных конформационных и функциональных превращений наружных вирионных белков, пусковым моментом которого служит контакт вируса с клеточными рецепторами и/или кислый рН эндосом . Так, например, у вируса гриппа A в этом процессе принимают участие четыре белка: гемагглютинин и нейраминидаза , фузирующие липидные мембраны вируса и эндосомы, белок ионных каналов М2 , направляющий поток протонов для растворения белкового матрикса M1 и освобождения индивидуальных сегментов вирионного рибонуклеопротеида. У безоболочечного полиовируса связывание с рецептором белка VP4 приводит к его удалению из вириона и конформационному высвобождению гидрофобной миристиловой группы белка VP1 , формирующему каналы в эндосомной мембране, через которые вирусная РНК выходит в цитоплазму. После внутриклеточного высвобождения генетический аппарат у различных вирусов направляется либо в ядро, либо к специфическим везикулярным структурам ( агреосомам ) в цитоплазме.
Смотрите также:
